毫無保留ucoslwip穩(wěn)定版2我移植的ucos參考ver

1、uc/OS 移植參考任務切換中的部分代碼是和 CPU 相關的，該部分包括：OS_ENTER_CRITICAL（其原身為 void ARMDisable(void)）進入臨界區(qū)，關閉中斷OS_EXIT_CRITICAL（其原身為void ARMEnable(void)）退出臨界區(qū)，打開中斷OSStartHighRdy;從系統(tǒng)中切換到第一個任務OS_TASK_SW;從任務中切換到任務OSCtxSw;任務被中斷，從中斷中切換到任務OSTaskStkInit;初始化任務中斷，在構造任務時調用。首先，先來一些公共的內容：一、任務系統(tǒng)（除了中斷）運行在 SYS 模式下，該模式沒有SPSR二、所有希望在中斷

2、中實現(xiàn)任務調度的處理程序必須使用 IRQ 中斷同時使用 OSEnter 和OSExit，這是因為 OSExit 中執(zhí)行切換的 OSCtxSw 直接操作 IRQ 的堆棧來實現(xiàn)了被中斷現(xiàn)場的數(shù)據保護（詳情見下）。系統(tǒng)開始時不Fiq 中斷打開，但是，不可以在其中使用 OSCtxSw（即不可調用OSEnter 和OSExit），簡單的不涉及到任務狀態(tài)的代碼可以使用。IRQ 中斷不支持 IRQ 嵌套，但支持 FIQ 的嵌套。三、ARM 的 c 編譯器對子函數(shù)調用的匯編處理也是值得注意的部分。調用函數(shù)一般使用 bl，但也有時用 b。請看下面的圖例，自己去理解。圖一的函數(shù)關系a;void fun1(void

3、); void fun2(void); main() a+;fun1(); a+;void fun1(void) a+;fun2(); a+;void fun2(void) a+;圖二的函數(shù)關系a;void fun1(void); void fun2(void); main() a+;fun1();void fun1(void) a+;fun2();void fun2(void)a+;區(qū)別在于調用函數(shù)的語句之后是否還有代碼。四、標準堆棧格式為任務切換函數(shù)所承認的堆棧格式如下：按標準格式調整好的棧內容，都可以被順利的彈出現(xiàn)場。其次，來對代碼進行分析：一、OSTaskStkInit，代碼如下：OS

4、_STK * OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata,OS_STK *ptos, 16U opt)unsigned*stk;optstk= opt;= (unsigned/*opt is not used, prevent warning*/*)ptos;/* Load stack poer*/* build a context for the new task */*-stk = (unsigned*-stk = (unsigned) task;) task;/* pc */* lr */*-stk = 0;*-stk = 0;*

5、-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;/* r12 */* r11 */* r10 */* r9 */* r8 */*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = (unsigned*-stk = (0 x1f|0 x00);*-stk = (0 x1f|0 x00);/這是標準的棧結構 return (void *)stk);/* r7 */* r6 */* r5 */* r4 */* r3 */* r2 */* r1 */* r0 */* cpsrSys mode

6、 FIQ IRQ Enable*/* spsrSys mode FIQ IRQ Enable */) pdata;用于任務初始化時堆棧的建立，為 OSTaskCreate()調用；結構清晰，參見標準棧結構。其來源于：OS_CPU_C.c二、OSStartHighRdy，代碼如下：EXPORT OSStartHighRdy;功能示例;STCBHighRdy-OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;彈出現(xiàn)場OSStartHighRdyLDRLDRr4, addr_OSTCBCur; Get current task TCB addressr5, addr_OSTCBHi

7、ghRdy; Get highest priority task TCB addressLDR LDR;Sr5, r5sp, r5; get stack poer; switch to the new stackTCBHighRdy-OSTCBStkPtrSTR r5, r4; set new current task TCB address;OSTCBCur=OSTCBHighRdyLDMFD MSR LDMFD MSRLDMFDsp!, r4 CPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; YYY; get new se from top of the stack;

8、 CPSR should be SYS32Modesp!, r0-r12, lr, pc ; start the new task用于系統(tǒng)開始時，從系統(tǒng)切換到第一個任務，為OSStart()調用。其來源于：OS_CPU_a.s三、OS_ENTER/EXIT_CRITICAL，這是兩個宏，定義見代碼，注意對壓棧方式論證的分析：下面的代碼來源于 OS_CPU.h#defineOS_CRITICAL_METHOD0#if #define #define#endifOS_CRITICAL_METHOD = 0OS_ENTER_CRITICAL()ARMDisable() /disableOS_EXIT

9、_CRITICAL() ARMEnable()/enable下面的代碼來源于 OS_CPU_a.s;下面是兩個開關中斷的函數(shù)，其只用來操作 CPSR 中的 I 位，;不要擔心進入切換前的任務被了中斷：主動放棄 CPU 的;任務，其 CPSR 一定是中斷的（注意理解），但是其返回;一定是返回到OSCtxSw 之后，“”時，自然會有 enable 來恢;復中斷，凡是中斷放棄 CPU 的任務，CPSR 一定是允許中斷的。;不論怎樣返回也一定返回到被中斷的現(xiàn)場。;帶來的版本是利用用戶的堆棧來盛放 CPSR，隨后 pop 出來。;在這里是不可以的：使用棧方式保存 CPSR 要保證 Enable 在切換后

10、;可以被運行到，在 OSSched 中（主動放棄 CPU）OS_TASK_SW 被Disable 與 Enable;前后包圍，進入 OS_TASK_SW 也可以從中返回，進出時棧結構是相同的;這是可以使用的。;但是，在中斷切換的情況下便不同了，在 OSCtxSw 前的 Disable;使用的棧內容不能被保存起來，只將任務運行時的現(xiàn)場保護起來，;不會保留中斷標志的壓棧信息，因此，這種方式也可使用，但是在沒有;增加效率的前提下反而會將堆棧結構復雜化，不建議使用。EXPORT ARMDisableARMDisableSTMDB MRS ORR MSR LDMIAMOVsp!, r0 ;r0 要保存，

11、不可以破壞調用函數(shù)的現(xiàn)場r0, CPSRr0, r0, #0 x80CPSR_c, r0 sp!, r0 pc, lrEXPORT ARMEnable ARMEnableSTMDB sp!, r0MRSr0, CPSRBIC r0, r0, #0 x80MSR LDMIAMOVCPSR_c, r0 sp!, r0pc, lr其來源于：OS_CPU_a.s四、OS_TASK_SW，見代碼：EXPORT OS_TASK_SW;功能示例;現(xiàn)場壓棧;OSPrioCur = OSPrioHighRdy;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP 保存 SP 到當前任務控制塊;STCBHighRdy-

12、OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;彈出現(xiàn)場OS_TASK_SWSTMFD sp!, lrSTMFD sp!, lr; save pc; save lr;分析：OS_TASK_SW 是個函數(shù)，在任務間接的調用它時會在最后失去 CPU，再次;獲得 CPU 時，其恰好在 OS_TASK_SW 調用完畢后的那個位置，因此，lr 被放入pc;在棧中的位置；此外，lr 放入 lr 在棧中的位置也是無關緊要的，因為，子函數(shù);返回時的 lr 是無意義的。STMFD MRS STMFD;MRSsp!, r0-r12 r4, CPSRsp!, r4r4, SPSR; save r

13、egister file and ret address; save current PSR; YYY+ 這里掉是因為任務運行的;模式是 SYS，沒有SPSR，棧中的 CPSR 與 SPSR 相同; YYY+ save SPSRSTMFDsp!, r4LDR LDR LDRBSTRBr4, addr_OSPrioCurr5, addr_OSPrioHighRdy r6, r5r6, r4; OSPrioCur = OSPrioHighRdy; Get current task TCB addressLDRLDRr4, addr_OSTCBCurr5, r4STR sp, r5; store s

14、p in preempted taskss TCB;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP 保存 SP 到當前任務控制塊; Get highest priority task TCB addressLDR LDR LDR;Sr6, addr_OSTCBHighRdyr6, r6sp, r6; get new tasks stack poerTCBHighRdy-OSTCBStkPtr 更新 SP 為即將運行的任務STR r6, r4; set new current task TCB address; OSTCBCur = OSTCBHighRdyLDMFD;MSR LDMFD MSR

15、LDMFDsp!, r4 SPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; YYY+; YYY+運行在 sys 模式下，無需 SPSR 的更新; YYY+; YYY+sp!, r0-r12, lr, pc ; YYY+;現(xiàn)場恢復完畢其來源于：OS_CPU_a.s這個函數(shù)是任務主動放棄 CPU 時最終調用的的函數(shù)， 其為 OSSched() 調用， 前后為OS_ENTER/EXIT_CRITICAL 所包圍。因此進入OS_TASK_SW 時，IRQ 是被的，保存到堆棧中的 CPSR I 位也是為 1，但是放心，OS_TASK_SW 保存的現(xiàn)場恰好是從OSSched()中 O

16、S_TASK_SW 返回的地方，任務時緊接著是后面解除的代碼。五、OSCtxSw，首先，見調用示意圖：可見，中斷中的調用是較復雜，嵌套較深，這也是的原因。在 OSCtxSw 中從底向上發(fā)掘數(shù)據其次，見代碼，根據上圖的 IRQ 棧結構，可以分析如何將其中的有用數(shù)據搬運到被中斷任務的堆棧中：IMPORTIRQ_STACK EXPORTOSCtxSwCtxSw;該函數(shù)運行在 IRQ 狀態(tài)，他返回 SYS 模式，并將壓入 SP_IRQ 的;現(xiàn)場數(shù)據搬運到 SP_SYS 中構造出標準棧，保存該棧指針；再;切換到其它的任務中（后半部分與 OSCtxSw 相同）;該函數(shù)是不返回的，IRQ 處理函數(shù)在調用到該

17、函數(shù)時，不知道OS;已經壓了多少的棧，而不需要從棧頂向下挖掘出當時壓;入的現(xiàn)場，只要知道進入 IRQ 狀態(tài)時的SP 是多少，便可以;由棧底來發(fā)掘出 r0-r12 和 pc+4（其實就是 lr_IRQ），見圖;這種方法建立的前提是：在 IRQ 的中斷處理代碼之前對其SP 賦值;這樣便不可以實現(xiàn) IRQ 的嵌套了。;IRQ 處理代碼的最前有一句 LDRSP,=IRQ_STACK（見 init.s）LDRr0,=IRQ_STACK ;要找到這個地方sub SP,r0,#14*4;壓入的內容從r0-r12 pc+4（lr_irq）14 個;字，現(xiàn)在SP 指向最低位置的r0，可見 圖四mrs r0,SP

18、SR;在 IRQ 狀態(tài)下讀SPSR 其實就是被中斷現(xiàn)場的 CPSR;現(xiàn)在，irq 棧中的最低位置為 CPSRstmfdsp!,r0orrmsrr0,r0,#0 x80;spsr 中的 I 位CPSR_cxsf,r0 ;返回現(xiàn)場狀態(tài)，注意，這時 lr_sys 還沒變;要不是 sys 模式，SPSR 也是沒變的ldr ldrsubr0,=IRQ_STACKr1,r0,#-1*4! ;現(xiàn)在 r0 指向 PC+4，且取出放入r1 r1,r1,#4 ;現(xiàn)在 r1 中是返回的 PCstmfdstmfdsp!,r1 ;壓入 pcsp!,lr ;壓入 lr現(xiàn)在開始構造標準的任務棧ldmdb stmfd ldm

19、db stmfdcpsr,r0-r12r0!,r4-r11;r0 指向 PC+4，先減后 sp!,r4-r11r0!,r4-r9出 8 個，參見 移植參的棧示意sp!,r4-r9;兩次批量搬運從 irq 棧到 sys 棧轉移 14 個數(shù)據，有低到高;mrs spsr,r4;若任務運行模式不為 sys 則，spsr 需要保存，否則，依然壓入 CPSR;r4 中為 CPSRstmfdsp!,r4;到此為止，的標準棧結構已經建立起來，所有需要的現(xiàn)場已被壓到 sp_sys;后面的內容和OSCtxSw 的后半部分相同，依次為;OSPrioCur = OSPrioHighRdy;OSTCBCur-OSTC

20、BStkPtr=SP 保存 SP 到當前任務控制塊;STCBHighRdy-OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;彈出現(xiàn)場LDR LDR LDRBSTRBr4, addr_OSPrioCurr5, addr_OSPrioHighRdy r6, r5r6, r4; OSPrioCur = OSPrioHighRdy; Get current task TCB addressLDRLDRr4, addr_OSTCBCurr5, r4STR sp, r5; store sp in preempted taskss TCB;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP

21、保存 SP 到當前任務控制塊; Get highest priority task TCB addressLDR LDR LDR;Sr6, addr_OSTCBHighRdyr6, r6sp, r6; get new tasks stack poerTCBHighRdy-OSTCBStkPtr 更新 SP 為即將運行的任務STR r6, r4; set new current task TCB address; OSTCBCur = OSTCBHighRdyLDMFD;MSR LDMFD MSRLDMFDsp!, r4 SPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; Y

22、YY+; YYY+運行在 sys 模式下，無需 SPSR 的更新; YYY+; YYY+sp!, r0-r12, lr, pc ; YYY+;現(xiàn)場恢復完畢其來源于：OS_CPU_a.s小結：OSCtxSw 是一個較為復雜的函數(shù)，作為任務的中斷終結者，他的是 IRQ 的堆棧，有用的現(xiàn)場數(shù)據在 IRQ 進入時便被壓到 IRQ 棧的最低層，CSPR、SP、PC、LR 全部被換。因此，只能先回到SYS 的任務模式，而后由 IRQ 的棧中從底而上取出數(shù)據，按標準格式壓入任務堆棧。其后的事情與OS_CTX_SW 相同。此外，如果在 OSExit()的判斷中，沒有新任務需要切換運行，OSCtxSw 便不會被

23、運行，其會層層返回正常的回到被中斷的任務。OSCtxSw 對堆棧的處理方式使不可以實現(xiàn) IRQ 嵌套，但是，OSCtxSw 是健壯的不論前面嵌套了多少的函數(shù)，堆棧被壓入多少的內容，回到任務。都可以用OSCtxSw 直接的未實現(xiàn)的技術和對未來的想法：周立功的 ARM 書上有關于 ucOS 系統(tǒng)和用戶代碼分開編譯加載的內容，它是將系統(tǒng)單獨編譯，將系統(tǒng)調用的函數(shù)地址組一張表格放到確定的地方，燒寫到 flash 中；用戶程序加載后，到這張表格中調用系統(tǒng)服務。我有一種更好的想法：ARM 有SWI 軟中斷的功能，完全可以將所有的系統(tǒng)調用加載在 SVC狀態(tài)下的SWI 處理函數(shù)中。這樣，系統(tǒng)燒寫在 flash 中，其后加載用戶任務，直接執(zhí)行軟中斷即可。于 ucOS 移植成功后總結2004-4-7第三次移植的小結：前后移植了 3 次，其關鍵之處在于中斷后對堆棧的處理以及 OSCtxSw 的編寫，三